Estructuras de bicicletas o motocicletas, remolques para camiones, perfiles de vehículos ferroviarios, materiales para viajes espaciales: el aluminio es EL material cuando se trata de reducir el peso y aún así lograr estabilidad. Además, un cordón de aluminio bellamente soldado es un verdadero punto de atracción.
Además de todas las ventajas, también hay algunos aspectos complicados al procesar este metal. Cualquiera que haya quemado alguna vez accidentalmente un agujero en una lámina de aluminio sabe de lo que estamos hablando. La soldadura de aluminio requiere conocimientos y habilidades especiales. Lea más en este blog sobre lo que es importante para la soldadura de aluminio y cómo soldar aluminio correctamente.
El aluminio tiene una propiedad que hace que la soldadura de este metal sea tan difícil: tan pronto como el aluminio se expone al aire ambiente, forma una capa delgada como una oblea de óxido de aluminio. Y es esta capa la que le da al metal su inconfundible aspecto gris plateado. Pero también hace que el aluminio sea resistente a la corrosión del agua, al oxígeno e incluso a muchos productos químicos. Protege el aluminio, por así decirlo. Esta protección debe, en primer lugar, estar literalmente »agrietada« porque, como una armadura sólida, la capa de óxido evita que el arco y el baño de soldadura formen una conexión.
La capa de óxido tiene una temperatura de fusión de 2050 °C, el propio aluminio se funde a 660 °C aprox. Por lo que habría que aplicar una temperatura tres veces superior a la superficie para romper la capa de óxido mediante soldadura sola. Con una entrada de energía tan alta, existe un gran riesgo de que el aluminio se derrita tan pronto como se rompa la capa de óxido. Por esta razón, es fundamental que el aluminio se prepare para un proceso de soldadura: se debe quitar la capa de óxido.
Antes de llegar a la capa de óxido, se debe eliminar cualquier tipo de suciedad, como grasa o aceite, de la pieza de trabajo. Para soldar aluminio, una superficie limpia de la pieza de trabajo es un requisito básico para un buen resultado de soldadura. Lo mejor es utilizar un paño de microfibra que haya empapado previamente con disolventes como butanol, acetona o diluyente de pintura. Asegúrese de que no quede suciedad, ya que se quemaría fácilmente durante el proceso de soldadura y sería más difícil de eliminar después.
Una vez eliminada toda la grasa lubricante y los restos de grasa, se puede empezar a eliminar la capa de óxido de aluminio. Por un lado, esto funciona bien con un cepillo o un vellón, es decir, mecánicamente. Un cepillo deja rasguños en el aluminio blando, que a menudo no son deseados y tampoco se ven bien. En su lugar, recomendamos usar un vellón sintético que contenga partículas adheridas al sintético, con el cual la capa se puede quitar con relativa suavidad. Dado que el aluminio se oxida nuevamente después de unos minutos, dependiendo de las condiciones ambientales, es posible que deba realizar todo el procedimiento de preparación varias veces. Los residuos negros de hollín después de soldar el metal indican impurezas del gas, el material base o el alambre de soldadura. La limpieza al soldar aluminio es muy importante.
Por otro lado, la capa de óxido también se puede romper en el proceso de soldadura mediante soldadura con corriente alterna, donde hay un cambio entre medias ondas positivas y negativas. La capa de óxido se rompe con la media onda positiva. La profundidad de soldadura, la llamada penetración, se logra con la media onda negativa. El electrodo también se enfría de nuevo. Esto da como resultado una combinación ideal de las dos medias ondas en la soldadura de AC (corriente alterna).
Especialmente cuando se suelda con corriente alterna, se debe tener en cuenta otra cosa: con el electrodo se suelda una bola en la parte delantera, la llamada calota. Con esto, puede empujar la capa de óxido fundido hacia adelante como terrones para que no entren en el cordón de soldadura.
Si desea soldar láminas de aluminio más gruesas, un poco más de 10 mm, le recomendamos precalentar la pieza. Sin el precalentamiento, durante la soldadura saldría demasiado calor del proceso hacia la pieza de trabajo, lo que dificultaría considerablemente la formación del cordón de soldadura.
El aluminio se puede soldar mediante diferentes procesos, como TIG, MIG y plasma. El proceso de soldadura TIG con corriente alterna se utiliza principalmente para láminas más delgadas. Las juntas a tope en particular se pueden soldar bien con una antorcha TIG. Por ejemplo, si desea conectar dos láminas de aluminio de 2 mm de espesor, debe asegurarse de que el borde de la parte posterior esté roto. Solo entonces habrá una buena raíz, una humectación adecuada del metal de soldadura y una soldadura de alta calidad. Las láminas más gruesas se procesan preferentemente mediante el proceso de soldadura MIG, ya que estas antorchas se pueden utilizar para lograr una mayor tasa de fusión a través del alambre. Las antorchas MIG son especialmente adecuadas para soldaduras en ángulo con el fin de introducir correctamente el relleno de soldadura. El proceso de soldadura por plasma con corriente directa tiene la ventaja de que el calor se puede introducir en la pieza de trabajo de manera específica, pero es un proceso muy desafiante.
El aluminio también se puede soldar mediante un proceso híbrido láser y láser-MIG. Sin embargo, el proceso más utilizado para soldar aluminio es el proceso TIG con corriente alterna.
Con el proceso de soldadura MIG/MAG:
Tampoco se debe olvidar equipar la antorcha con las piezas de desgaste adecuadas para la soldadura de aluminio. Un error común es que se utiliza un liner de acero. Sin embargo, si se alimenta el alambre, rozaría contra el acero del liner e inadvertidamente traería partículas de acero al baño de soldadura. Para soldar con alambre de aluminio recomendamos un liner especial de carbono PTFE que, gracias a su contenido en grafito, permite una mejor lubricidad. La punta de contacto utilizada debe tener un diámetro mayor en comparación con la soldadura de otros materiales porque el aluminio, como muy buen conductor del calor, se expande más que, por ejemplo, el alambre de acero. Por otro lado, podría ocasionar dificultades en la alimentación del alambre o retroceso de la llama. En el caso de la soldadura de aluminio, este retroceso de la llama está constantemente presente, lo que se debe a los óxidos en la superficie. Esto se debe a que actúan como un aislante que interrumpe el flujo de corriente desde el alambre hasta la pieza de trabajo. Si el alambre se alimenta continuamente a través del cabezal de la antorcha, destruirá las piezas desgastadas. Otra razón por la que se debe eliminar la capa de óxido.
Con el proceso de soldadura TIG:
Es importante cuando se suelda aluminio en corriente alterna con el proceso TIG que el electrodo de tungsteno se seleccione correctamente, ya que no se pueden incluir óxidos. Por esta razón, debe usar el electrodo verde no dopado de impurezas hecho de tungsteno puro, especialmente para soldar aleaciones de aluminio, lo que garantiza una buena estabilidad del arco. Sin embargo, los componentes de tungsteno del electrodo pueden emitir, lo que a su vez puede contaminar el material base haciendo que se acumulen pequeñas cantidades de residuos en la soldadura. Puede verlo a través de pequeños puntos blancos, lo que indica un error de enlace. Aquí es donde entra en juego la mencionada soldadura de un casquete esférico para impulsar los óxidos como terrones hacia adelante. El E3® púrpura hecho de tierras raras u óxidos mixtos es una alternativa a los electrodos de tungsteno puro. Se compone de tungsteno como material de soporte y también de lantano como elemento dopante. Además, están las tierras raras, como el itrio, que le dan al E3® su excelente estabilidad.
Dado que el aluminio metálico es muy blando, no solo se deben utilizar piezas de desgaste especiales para la soldadura de aluminio, sino también rodillos de transporte especiales para la alimentación de alambre desde la máquina de soldadura. Estos deben tener una ranura en U para evitar el riesgo de deformación. Es difícil transportar un alambre de aluminio a más de tres metros. Los sistemas push-pull son muy adecuados para la soldadura mecanizada, en la que la antorcha de soldadura tiene un accionamiento y tira del alambre y un motor de alimentación en la máquina de soldar transporta el alambre hacia el frente.
Dependiendo del material base y de las propiedades deseadas de la junta, se selecciona el material adicional. Las aleaciones de AlMg tienen una mayor resistencia que, por ejemplo, los alambres de relleno de AlSi.
Los gases inertes, argón o mezclas de argón, se utilizan como gases protectores para soldar aluminio. El argón puro se utiliza hasta un espesor de lámina de aprox. 12,5 mm. En el caso de material más grueso, el argón se mezcla con helio para conseguir un mayor acoplamiento de temperatura en el proceso de soldadura. La proporción de helio en el gas protector varía del 25 % al 75 % según la recomendación.
Otra nota sobre el gas:
Lo que siempre debe tener en cuenta es el punto de rocío de su gas de protección. El argón 4.6 se utiliza principalmente para soldadura, tiene una pureza del 99,996% y, por lo tanto, un punto de rocío de -62 °C. Siempre que su proveedor de gas cumpla con estas especificaciones, no tendrá problemas con el gas que sale directamente de la botella. Sin embargo, la humedad siempre puede encontrar un camino a través de la línea de gas, por ejemplo, hacia el proceso de soldadura, lo que luego aumenta el punto de rocío. Así que revise las tuberías de gas regularmente para ver si hay condensación. Si la humedad es demasiado alta, los hidrocarburos pueden entrar en el cordón de soldadura y volverla porosa o defectuosa.
Una vez configurada una estación de soldadura para soldar aluminio, se recomienda dejarla configurada exclusivamente para soldadura de aluminio y habilitar otra estación para soldadura de acero. Por supuesto, sólo donde sea posible. Por lo tanto, puede cambiar rápidamente de acero a aluminio sin tener que cambiarlo todo y reajustarlo. Simplemente cambia el lugar de trabajo.
Después de la soldadura, algunas aleaciones de aluminio tienen que pasar por un proceso de endurecimiento cuyo grado de endurecimiento puede verse afectado. Por lo tanto, puede influir directamente la templabilidad al elegir la aleación de aluminio. Las aleaciones endurecibles incluyen AlZnMgCu, AlZnMg, AlMgSi y AlCuMg, mientras que AlMn, AlMgMn, AlMg, AlSi y AlSiCu pertenecen a las aleaciones de aluminio no endurecibles. Dependiendo de la composición de la aleación de aluminio, la temperatura introducida y la temperatura durante el proceso de maduración, la estructura reticular de este metal cambia y por lo tanto las propiedades mecánicas. Para evitar que los elementos de aleación disueltos se precipiten demasiado pronto y para controlar su distribución, se debe garantizar la temperatura de maduración correcta después de soldar el aluminio endurecible. Dado que la temperatura de maduración también afecta el nivel de resistencia, en principio se aplica lo siguiente: la resistencia alcanzable disminuye con el aumento de la temperatura. Esto significa que la mayor solidez se logra con el curado en frío, que normalmente tiene lugar a temperatura ambiente. Cualquier difusión es suprimida por un enfriamiento repentino. En este punto, esta es solo una pequeña información de fondo sobre el tema de la externalización de aluminio después de la soldadura. Si desea leer más, puede encontrar buena literatura especializada en Internet, como www.hochschule-technik.de o www.maschinenbau-wissen.de
Es cierto que soldar aluminio es un poco más complicado que soldar acero. Pero si pone en práctica nuestros consejos y recomendaciones, pronto se convertirá en un verdadero especialista en soldadura con aluminio.
La extracción de humos también es un tema importante cuando se suelda aluminio. Obtenga más información sobre este tema en nuestro libro electrónico gratuito: